本發(fā)明屬于潮流能水輪機(jī)制作的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種堆積式潮流能水輪機(jī)制作方法。

背景技術(shù)：

海洋能作為一種清潔、可再生的能源，不僅資源豐富，而且對環(huán)境的影響甚微。潮流能作為海洋可再生能源的一種，由于可預(yù)測性強(qiáng)，在穩(wěn)定提供電力方面比波浪能有更大的優(yōu)勢，同時與潮汐能的利用相比，潮流能并不需要很大范圍的改變自然環(huán)境，因此成為當(dāng)前的海洋能焦點(diǎn)。

潮流能水輪機(jī)是潮流能發(fā)電的主要設(shè)備之一，其制造質(zhì)量和工藝十分重要。由于潮流能水輪機(jī)翼型比較復(fù)雜,傳統(tǒng)機(jī)械加工方法制作水輪機(jī)模型會出現(xiàn)制造周期長、成本高、復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法加工等問題。潮流能水輪機(jī)研究過程中,需要對多種不同翼型進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)以獲得優(yōu)化性能,而不同翼型的制作使得實(shí)驗(yàn)的時間更長,成本更高,不利于研究的開展。因而,研究快速、低成本的潮流能水輪機(jī)的制造方法對于促進(jìn)潮流能發(fā)電、潮流能水輪機(jī)性能研究非常重要。目前國內(nèi)尚未有關(guān)于潮流能水輪機(jī)制作方法的專利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種堆積式潮流能水輪機(jī)制作方法,克服了傳統(tǒng)制作工藝繁瑣耗時，精準(zhǔn)性差的技術(shù)問題。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)施：

一種堆積式潮流能水輪機(jī)制作方法，其包含下列各步驟：

通過計算機(jī)輔助軟件分別構(gòu)建潮流能水輪機(jī)的支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)的三維模型圖；

分別對支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)三維模型圖進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換生成各自的分層數(shù)據(jù)輸入可識別設(shè)備中；

分別將支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)選用材料數(shù)據(jù)、材料堆積溫度數(shù)據(jù)和冷卻定型溫度數(shù)據(jù)輸入可識別設(shè)備中；

向可識別設(shè)備提供支撐體的底座后，可識別設(shè)備根據(jù)獲得支撐體的分層數(shù)據(jù)、選用材料數(shù)據(jù)、材料堆積溫度數(shù)據(jù)和冷卻定型溫度數(shù)據(jù)按照從底向上順序在提供底座上逐層堆積輸出支持體的胚體；

向可識別設(shè)備提供能量采集機(jī)構(gòu)的底座后，可識別設(shè)備根據(jù)獲得能量采集機(jī)構(gòu)的分層數(shù)據(jù)、選用材料數(shù)據(jù)、材料堆積溫度數(shù)據(jù)和冷卻定型溫度數(shù)據(jù)按照從底向上順序在提供底座上逐層堆積輸出能量采集機(jī)構(gòu)的胚體；

對支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)的胚體進(jìn)行后期處理后組裝獲得水輪機(jī)成品。

所述支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)的選用材料為樹脂、鋁鎂和金屬合金。

所述材料堆積溫度為設(shè)定為70℃～3000℃；所述冷卻定型溫度為20℃～400℃。所述底座制作材料為高熔點(diǎn)合金。

本發(fā)明有益效果：

1、本發(fā)明采用堆積式方法直接制造潮流能水輪機(jī)，避免了傳統(tǒng)工藝中模具的制造，極大地降低了潮流能水輪機(jī)制造成本，便于各種小型潮流能水輪機(jī)及潮流能水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱鳌?/p>

2、本發(fā)明可根據(jù)潮流能水輪機(jī)三維模型圖直接分別制造不同形式的支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同形式的組合，減少了傳統(tǒng)工藝對于潮流能水輪機(jī)制造的限制，增強(qiáng)了設(shè)計人員的自主性。

3、本發(fā)明可根據(jù)選用的材料設(shè)定相應(yīng)的材料熔融溫度以及冷卻溫度，從而實(shí)現(xiàn)潮流能水輪機(jī)的快速定型，減小制造誤差。

4、本發(fā)明通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)材料的層層堆積，能更好地控制潮流能水輪機(jī)的質(zhì)量分布，提高產(chǎn)品精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種堆積式潮流能水輪機(jī)制作方法流程圖。

圖2是采用本發(fā)明一種堆積式潮流能水輪機(jī)制作方法的成品立體圖。

具體實(shí)施方式：

為了詳細(xì)說明本發(fā)明的特點(diǎn)，舉例并配合附圖說明如下：

如圖1所示，本發(fā)明提供一種堆積式潮流能水輪機(jī)制作方法，其制作步驟如下：

圖中步驟101，102,103所示，通過計算機(jī)輔助軟件分別構(gòu)建潮流能水輪機(jī)支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)的三維模型圖；本發(fā)明利用CAD等三維制圖工具，分別繪制潮流能水輪機(jī)支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)的三維模型圖；所述潮流能水輪機(jī)支撐體及能量采集機(jī)構(gòu)三維模型圖比例為1:1。

圖中步驟104，105,106所示，分別對支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)三維模型圖進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換生成各自的分層數(shù)據(jù)輸入可識別設(shè)備中；本發(fā)明對繪制的支撐體及能量采集機(jī)構(gòu)三維模型圖進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將CAD格式轉(zhuǎn)換為可層層堆積的數(shù)碼格式。

圖中步驟107所示，分別將支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)選用材料數(shù)據(jù)、材料堆積溫度數(shù)據(jù)和冷卻定型溫度數(shù)據(jù)輸入可識別設(shè)備中；選用合適的支撐體及能量采集機(jī)構(gòu)材料并對其熔融，根據(jù)材料設(shè)定材料堆積溫度及冷卻定型溫度；本發(fā)明中所述支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)的選用材料為樹脂、鋁鎂和金屬合金。所述材料堆積溫度為設(shè)定為70℃～3000℃；所述冷卻定型溫度為20℃～400℃。

根據(jù)潮流能水輪機(jī)用途選用合適的材料，設(shè)定材料堆積溫度以及冷卻定型溫度：本實(shí)例潮流能水輪機(jī)為一實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，選用樹脂材料，材料堆積溫度設(shè)定為200℃，冷卻定型溫度設(shè)定為50℃。

圖中步驟107所示，向可識別設(shè)備提供支撐體的底座后，可識別設(shè)備根據(jù)獲得支撐體的分層數(shù)據(jù)、選用材料數(shù)據(jù)、材料堆積溫度數(shù)據(jù)和冷卻定型溫度數(shù)據(jù)按照從底向上順序在提供底座上逐層堆積輸出支持體的胚體；所述底座制作材料為高熔點(diǎn)合金。

圖中步驟108,109所示，向可識別設(shè)備提供能量采集機(jī)構(gòu)的底座后，可識別設(shè)備根據(jù)獲得能量采集機(jī)構(gòu)的分層數(shù)據(jù)、選用材料數(shù)據(jù)、材料堆積溫度數(shù)據(jù)和冷卻定型溫度數(shù)據(jù)按照從底向上順序在提供底座上逐層堆積輸出能量采集機(jī)構(gòu)的胚體。本發(fā)明中由坐標(biāo)控制系統(tǒng)控制的機(jī)械臂在耐高溫底座上由底向上通過材料堆積分別制作潮流能水輪機(jī)支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)胚體。所述坐標(biāo)控制系統(tǒng)可進(jìn)行X、Y、Z三個方向上坐標(biāo)的精確控制。所述機(jī)械臂由坐標(biāo)控制系統(tǒng)控制，在X、Y方向上可快速定位，Z方向上緩慢移動。所述機(jī)械臂上方設(shè)有可存儲已熔融材料的存儲箱，所述存儲箱可隨機(jī)械臂一起移動。所述支撐體及能量采集機(jī)構(gòu)的胚體由機(jī)械臂在底座上自底向上進(jìn)行材料堆積制作而成。

圖中步驟110，111所示，對支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)的胚體進(jìn)行后期處理后組裝獲得水輪機(jī)成品。本發(fā)明中的后期處理是對制作的支撐體和能量采集胚體進(jìn)行打磨、涂抹防腐層、加固及質(zhì)量檢測等一系列后處理，得到支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)實(shí)體。

采用本發(fā)明的方法制作豎軸潮流能水輪機(jī)的實(shí)例，其制作步驟如下：

第一，根據(jù)潮流能水輪機(jī)使用要求在CAD等制圖工具中繪制出比例為1：1的潮流能水輪機(jī)支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)的三維模型圖。

第二，對繪制的支撐體及能量采集機(jī)構(gòu)的三維模型圖進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將CAD格式轉(zhuǎn)換為可層層堆積的數(shù)碼格式。

第三，據(jù)潮流能水輪機(jī)用途選用合適的材料，設(shè)定材料堆積溫度以及冷卻定型溫度：本實(shí)例潮流能水輪機(jī)為一實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，選用樹脂材料，材料堆積溫度設(shè)定為200℃，冷卻定型溫度設(shè)定為50℃。

第四，通過坐標(biāo)控制系統(tǒng)自動控制機(jī)械臂在耐高溫底座上由底向上進(jìn)行材料堆積。為了更好地在底座上固定支撐體和能量采集機(jī)構(gòu)胚體，必要時可在制作輔助支撐部分，輔助支撐部分可采用水溶性材料，便于后期處理。

第五，對制作的支撐結(jié)構(gòu)和能量采集裝置胚體進(jìn)行打磨、涂抹防腐層、加固及質(zhì)量檢測等一系列后處理，得到支撐機(jī)體和能量采集機(jī)構(gòu)實(shí)體。

第六，對支撐體、能量采集機(jī)構(gòu)及發(fā)電裝置進(jìn)行組裝，得到最終潮流能水輪機(jī)成品，如圖2所示。

本發(fā)明實(shí)例中所揭露的構(gòu)成組件及方法步驟，僅為舉例說明，并非用來限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍應(yīng)以申請的權(quán)利要求范圍為準(zhǔn)，其他等效組件或步驟的替代或變化，亦應(yīng)為本發(fā)明的權(quán)利要求范圍所涵蓋。